Чтобы увидеть, как стресс может быть связан со съежившимся гиппокампом, нам нужно понять, что делают эти гормоны. Глюкокортикоиды необходимы в крови, чтобы пережить стрессовый забег по саванне с голодным леопардом у вас на хвосте: они помогают мобилизовать энергию и направить ее в мышцы ног, а несущественные запросы, которые могут подождать до лучших времен (вроде роста и размножения), – отключить. Глюкокортикоиды (когда они выделяются ситуативно, в ответ на острый стресс) улучшают работу памяти, укрепляя связи между нейронами гиппокампа. Это позволяет нам вспомнить, где мы были, когда услышали новость об ужасной катастрофе, или воскресить в памяти мельчайшие подробности краткой встречи с грабителем, как если бы это случилось вчера и длилось часами.
Для 99 % зверей на планете стресс – это примерно три минуты оглушительного ужаса во время забега по саванне не на жизнь, а на смерть, после чего покончено либо со стрессом, либо со зверем. Проблемы возникают от того, что мы, сложно устроенные люди, способны хронически выделять глюкокортикоиды из-за длительного психологического и социального стресса. И, в отличие от полезного действия глюкокортикоидов в ситуации острого физического стресса, избыток гормонов в ответ на хронический стресс повышает вероятность всевозможных нарушений – репродуктивной функции, иммунной системы, кровяного давления.
Поскольку в гиппокампе много рецепторов к глюкокортикоидам, эта область мозга – одна из самых чувствительных к ним. И оказывается, что глюкокортикоиды могут повреждать нейроны в гиппокампе грызунов и приматов. Данные из моей и других лабораторий показывают, что это происходит разными путями. Для начала: несколько дней повышенного уровня глюкокортикоидов могут поставить гиппокампальный нейрон под угрозу: он с меньшей вероятностью переживет неврологический криз вроде приступа судорог или временного лишения кислорода или глюкозы, как бывает при остановке сердца. Затем: за несколько недель или месяцев от глюкокортикоидов скукожатся разветвленные связи между нейронами гиппокампа; когда стресс или выброс глюкокортикоидов закончится, эти ветви будут медленно отрастать обратно. И наконец: если глюкокортикоиды продержатся на высоком уровне достаточно долго – месяцы или годы, – они могут уничтожить нейроны гиппокампа.
Эти результаты обескуражили некоторых врачей, поскольку пациентам при самых разных заболеваниях часто назначают высокие дозы глюкокортикоидов длительными курсами (а исследования дают основания предполагать, что эти высокие дозы вызывают нарушения памяти) и поскольку организм сам по себе выделяет огромные дозы этих гормонов во время неврологических кризисов. Может ли избыток глюкокортикоидов вредить человеческому гиппокампу? Похоже на то.
Рассмотрим болезнь Кушинга, при которой любая из множества опухолей вырабатывает астрономические количества глюкокортикоидов. Моника Старкман с коллегами из Мичиганского университета обнаружили атрофированные гиппокампы на МРТ людей с этой болезнью. Остальной мозг в порядке, а чем выше уровень глюкокортикоидов в крови этих людей, тем меньше гиппокамп и больше нарушений памяти у пациента. Когда опухоль устранена и уровень глюкокортикоидов возвращается в норму, то и гиппокамп медленно возвращается к прежним размерам, позволяя предположить, что эти ветви могут усохнуть, а потом отрасти.
Таким образом, согласно модели Бремнера, выделение глюкокортикоидов при ПТСР уменьшает гиппокамп. Альтернативную модель предлагают Рейчел Йегуда с коллегами из Школы медицины Маунт Синай в Нью-Йорке. Удивительным образом примерно в половине исследований, посвященных этому вопросу, у людей с ПТСР уровни глюкокортикоидов оказываются ниже, а не выше нормы (об этом впервые сообщила Йегуда). Ее команда в тщательных исследованиях показала, что случаи низкого уровня глюкокортикоидов вызваны повышенной чувствительностью мозга к их регуляторному действию: из-за этого глюкокортикоидов выделялось меньше (примерно как если бы термостат сделали более чувствительным к незначительным изменениям температуры). Таким образом, с их точки зрения, проблема не в избытке этих гормонов стресса во время травмы и/или посттравматического периода. Проблема в том, что в посттравматический период к этим гормонам повышена чувствительность. Что интересно, в любом из этих случаев есть вероятный виновник – гормон, связанный со стрессом, известный вредитель гиппокампа и памяти.
Раз уж в этом участвуют глюкокортикоиды – что они делают с гиппокампом? Как отмечалось, они могут вызывать отмирание связей между нейронами, а когда стресс ослабевает, эти связи восстанавливаются, что, вероятно, объясняет нормализацию объема гиппокампа при болезни Кушинга. Но при ПТСР атрофия может длиться годами и десятилетиями после травмы: это аргумент против модели «отсохших проводов». Так что, возможно, потеря объема гиппокампа вызвана тем, что глюкокортикоиды и вправду убивают нейроны. Тем временем возникает еще один вариант. Если вы проходили вводный курс нейробиологии не больше тысячи лет назад, то усвоили одну из главных догм: взрослый мозг не создает новых нейронов. В последние годы стало ясно, что это не так – новые нейроны продуцируются все время, заменяя отмершие, и основной «нейрогенез» происходит в гиппокампе. И действительно провокационный вывод: стресс и глюкокортикоиды чуть ли не самые мощные ингибиторы нейрогенеза у взрослых. Таким образом, возможно, что атрофию гиппокампа при ПТСР вызывает подавление нейрогенеза: глюкокортикоиды не дают рождаться новым нейронам, которые должны были бы занять свое место в структуре гиппокампа.
Все это лишь догадки и таковыми останутся до тех пор, пока кто-нибудь не изучит мозг людей с ПТСР после их смерти и не выполнит работу, требующую безграничной дотошности: подсчитать число нейронов в гиппокампе этих людей (и сравнить результат с показателями контрольной группы), измерить длину и сложность нейронных связей в гиппокампе и так далее. Это дело не для слабонервных, но необходимое.
В числе этих теорий рассматривается вероятность, что атрофию гиппокампа вызывает не травма и не посттравматический период. Может быть, надо поменять местами причину и следствие. Пропустите кучку солдат через чудовищное сражение, и только у некоторых из них – 15–20 % – разовьется ПТСР. Гиппокамп у разных людей отличается по размерам, и, возможно, посттравматическому синдрому подвержены лишь люди с маленьким гиппокампом. Может быть, они иначе перерабатывают и запоминают информацию, более подвержены повторным переживаниям. Питмен и коллеги представили косвенные аргументы в пользу этой версии: у солдат, заработавших ПТСР, были несоизмеримо более выраженные признаки «мягких» неврологических нарушений – не заболеваний, но некоторых тревожных звоночков вроде задержки развития, трудностей обучения и низкого IQ.
Позже команда Питмена обнаружила нечто действительно интересное. Исследуя архивы Управления по делам ветеранов войны, они обнаружили золотую жилу: базу данных о нескольких парах однояйцевых близнецов, один из которых отправился во Вьетнам, а другой остался дома. Сначала, обследуя близнецов, которые были во Вьетнаме и пережили военную травму, ученые выделили тех, у кого развилось ПТСР. Сканы мозга показали привычную картину – их гиппокамп был меньше в сравнении с теми, кто пережил войну, но не получил ПТСР. После этого изучили близнецов, оставшихся дома. Примечательно, что двойники обладателей маленького гиппокампа, переживших посттравматическое расстройство, имели такой же маленький гиппокамп. Это мощный аргумент в поддержку теории, что у этих мужчин маленький гиппокамп был и до Вьетнама и он повысил их уязвимость к ПТСР.
